综述:RAS/ERK信号通路与PLK1:协调发育调控与疾病机制

【字体: 时间:2025年06月04日 来源:Current Opinion in Cell Biology 6.0

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  这篇综述深入探讨了RAS/ERK信号通路与PLK1(Polo样激酶1)在发育调控和疾病机制中的协同作用。文章系统梳理了两者在细胞增殖、分化、存活及有丝分裂/减数分裂中的核心功能,特别强调异常ERK信号与PLK1缺陷表型的相似性,揭示了二者在核膜破裂(NEBD)、胚胎基因组融合等关键事件中的交叉调控。通过模式生物(如C. elegans和小鼠)研究,阐明了RAS/ERK-PLK1轴在发育障碍(如RASopathies)和癌症中的病理意义,为靶向治疗提供新视角。

  

RAS/ERK信号通路
作为细胞信号转导的核心通路,RAS/ERK通过小GTP酶RAS激活下游激酶级联反应,最终磷酸化ERK(细胞外信号调节激酶),调控发育、增殖和存活。异常激活可导致发育疾病(如RASopathies)和肿瘤。在C. elegans中,RASact突变体因ERK持续激活,干扰了卵母细胞减数分裂进程,揭示其在生殖细胞发育中的精确时空调控需求。

PLK1在细胞分裂中的多面手角色
PLK1凭借其N端激酶域和C端Polo-box域(PBD),协调有丝分裂和减数分裂的各个环节:从中心体成熟、纺锤体形成到染色体分离。小鼠模型中,Plk1条件性敲除导致卵母细胞停滞在减数分裂I期,无法排出第一极体;胚胎期完全缺失则引发染色体错排和囊胚期死亡,凸显其对基因组稳定性的不可替代性。

核动力学中的协同调控
在C. elegans胚胎中,PLK-1与CDK-1共同驱动父源和母源基因组融合所需的局部核膜破裂(NEBD)。有趣的是,ERK通过磷酸化PLK-1的T12位点调控其活性,形成“ERK→PLK-1→NEBD”级联。这一机制解释了为何RASact突变体与PLK-1缺陷表型高度相似——二者共享对核结构的调控靶点。

疾病关联与治疗启示
RAS/ERK和PLK1的异常均与癌症发生密切相关。PLK1过表达常见于恶性肿瘤,而ERK信号过度激活驱动肿瘤增殖。综述指出,靶向PLK1的小分子抑制剂(如BI-2536)与ERK通路抑制剂的联合应用,可能成为治疗RAS突变相关癌症的新策略。此外,对生殖细胞中这两条通路交互的理解,为辅助生殖技术提供了分子层面的优化方向。

未来展望
尽管已明确ERK与PLK1在发育和疾病中的部分协同机制,但二者在组织特异性调控、表观遗传修饰等方面的交互仍待探索。作者建议利用高分辨率活细胞成像和磷酸化蛋白质组学,进一步解析这一调控网络的时空动态,为精准医学提供理论基础。

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